建筑光学-电气照明技术
建筑的光学原理的相关应用
建筑的光学原理的相关应用1. 引言建筑的光学原理是指利用光学的方法来实现建筑设计和构造的过程。
光学原理在建筑领域的应用非常广泛，不仅可以提供良好的照明效果，还可以创造特殊的空间感和视觉效果。
本文将介绍建筑的光学原理及其相关应用。
2. 透明材料的应用透明材料在建筑中起到了至关重要的作用，它可以允许光线透过，创造一个明亮的室内环境。
以下是一些常见的透明材料的应用:•玻璃窗: 玻璃窗是建筑中最常见的透明材料之一。
它不仅可以提供良好的室内照明，还可以用于建筑外墙和屋顶的隔热和保温。
•透明塑料板: 透明塑料板通常用于建筑的屋顶和立面，可以提供太阳光的自然采光，并减少建筑的能耗。
•透明建筑瓦: 透明建筑瓦是一种具有透明性的屋顶材料，可以在不使用电力照明的情况下实现室内照明。
3. 光线的引导和控制光线的引导和控制是建筑中另一个重要的光学应用。
通过合理设计建筑的布局和结构，可以实现以下效果:•自然采光: 通过优化建筑的朝向和窗户的设计，可以最大限度地利用自然光线，减少对人工照明的依赖。
•模糊边缘: 在建筑的窗户和门等位置使用模糊边缘的材料，可以创造柔和的光线，营造温馨舒适的室内环境。
•光线的反射和折射: 通过使用镜面反射和折射材料，可以将光线引导到建筑的特定区域，创造独特的空间感和视觉效果。
4. 光线的节能利用在建筑设计中注重光线的节能利用，不仅可以减少能源消耗，还可以提高室内环境的舒适度。
以下是一些光线节能利用的方法:•天窗设计: 天窗是建筑中常用的光线节能设计元素。
它可以在白天将自然光引入室内，减少对人工照明的依赖。
同时，与普通窗户相比，天窗可以阻挡部分太阳热量的进入，减少空调的使用。
•内部光线反射: 合理选择内部墙壁和地面的颜色和材料，可以提高光的反射率，最大限度地利用光线，减少灯具的使用。
•光线传导管道: 光线传导管道是一种将阳光引导到室内的装置。
它可以通过建筑屋顶上的光线收集器收集阳光，并通过管道将阳光传导到室内。
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光是
以电磁波的形式进行传播的，不同的电磁波在真空中的传播速度虽然相等，但它们
的振动频率
和波长各不相同，将各电磁波按波长（或频率）依次排列， 所示。可画出电磁波波
谱图，如图
人们平时所指的光是指人眼可以看见的可见光，是
波长在
范围的辐射不同波长的光而引起人
的不同色觉，将可见光谱展开，依次呈现红、橙、黄、绿、
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照明计算 照明计算是照明设计的重要内容之一。它包 括照度计算、亮度计算、眩光计算等照明功 能 上的各种效果计算。由于亮度计算和眩光计 算很复杂，且在很大程度上取决于照度，本 节主要
个方面 介绍照度计算，介绍光通量法和逐点计算法。 从研究动向看，照明计算方法主要向 发展： ①力求简单、迅速。经常是将事先计算好的， 在各种可能条件下的结果编制成图表、曲线， 供设计人员查用； ②力求准确。由于需考虑的因素增加，使计 算复杂，现采用相应的计算软件使问题较容 易 解决。
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照明方式和照明种类 照明方式 照明方式有一般照明、分区一般照明和局部 照明。 一般照明 为照亮整个场地设置的基本均匀布置的照明 方式，一般照明可获得均匀的水平照度。如 车间、办公室、体育馆、教室、会议室、营 业大厅等。 ）分区一般照明 根据房间内工作面布置的实际情况，将照明 器集中或分组集中，均匀布置在工作区上方， 根据需要提高特定区域照度的一般照明称为 分区一般照明，可有效地节约能源。 ）局部照明 局部地点需要高照度或对照射方向有要求时 常采用局部照明。如工厂检验、划线、钳工 台 及机床照明；民用建筑中的卧室、客房的台 灯、壁灯等。 混合照明 一般照明与局部照明的综合运用。
2024年建筑光学总结
2024年建筑光学总结2024年，建筑光学领域取得了显著的进展和创新。
通过不断推动科学技术的发展，建筑师和设计师们在光学领域中应用了更多的创新和技术，以提供更好的建筑体验和更可持续的设计解决方案。
本文将以____字进行建筑光学的总结和回顾。
一、智能照明系统的发展2024年，智能照明系统在建筑光学中得到了广泛应用和发展。
通过结合传感器和自动控制系统，智能照明系统能够根据环境光照和使用情况实时调节照明亮度和配光角度，以提供更加个性化和舒适的照明效果。
同时，智能照明系统也能够通过与建筑管理系统连接，实现能源管理和节能目标的优化。
通过智能化的照明系统，建筑内部的空间和氛围能够更好地适应不同的使用需求和用户感受。
二、自适应光学材料的应用自适应光学材料是建筑光学领域中的一项重要技术。
在2024年，建筑师和设计师们广泛应用自适应光学材料来实现建筑外立面、窗户和天花板等部件的自动调节和变化。
这些材料能够根据外界环境的变化，实现隐私保护、热量调节和采光优化等功能。
通过自适应光学材料的应用，建筑内外的光照和热能可以得到更好的利用和调节，提供更舒适和节能的建筑环境。
三、光纤技术在建筑中的应用光纤技术在建筑光学领域中也得到了广泛的应用。
通过将光纤引入建筑设计中，建筑师和设计师们能够在建筑内部实现光线的传输和分布，使得建筑内的光照更加均匀和柔和。
此外，光纤技术还可以实现建筑内部光线的变化和艺术效果，提供更加多样化和个性化的光照体验。
光纤技术在建筑中的应用不仅扩大了建筑设计的创意空间，还提升了建筑体验的质量。
四、可持续光学设计的发展可持续性一直是建筑设计中的重要关注点之一，而在2024年，可持续的光学设计也得到了更多的重视和实践。
通过合理的光照设计和光学系统的优化，建筑师和设计师们能够最大程度地减少能源消耗和环境影响，提供更加生态友好和可持续的建筑解决方案。
例如，通过合理的光线引导和分配，建筑内部可以最大程度地利用自然光，减少对人工照明的依赖；同时，通过光学材料和系统的应用，建筑内部的照明效果可以最大程度地满足用户需求，减少照明能量的浪费。
建筑电气照明PPT课件
a为视线方向与表面S法线的夹角。 单位：nt尼特。 物体的亮度越大，人们就会感到它越亮。
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建设工程教学部
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第六章建筑电气照明
（5）色温
定义：物理学上，铁、钨等标准黑体以它的绝对零度（-273℃）作为起点，当 加热到一定温度时，就能呈现出有颜色的可见光，而且光的颜色是随着温度 的升高而变化的，这种温度就称为光源的色温。它是电光源的技术参数之一。
解在： 40EW 白S 炽4灯r2 下 4112m502处2 的24.照9lx度为30lx；加搪瓷灯罩后为73lx；阴天
中午室外为8000-20000lx；晴天中午在阳光下室外80000-
120000lx。
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第六章建筑电气照明
（4）亮度 定义：发光体在视线方向上单位面积发出的发光强
以及水电丰富的山区和边远农村是 不可缺少的光源。
应用
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第六章建筑电气照明
2、荧光灯
其性能主要取决于灯管的几何尺寸即长度和直径，填充气体的种 类和压强，涂敷荧光灯粉及制造工艺。常用的荧光灯主要分以下 三类： （1）直管灯：一般使用的有T5、T8、T12，常用于办公室，商场、 主宅等一般公用建筑，具有可选光色多，可达到高照度兼顾经济 性等优点。 “T”表示灯管直径 一个“T”表示1/8英寸 T5管直径15mm T8管直径25 mm T12管直径38 mm 荧光灯都可调配出3000K 3500K 4000K 6500K四种标准 “白色”。
表示：用符号I表示。
单位：坎德拉(cd)。
《电气照明技术》课件
电气照明技术的发展历程
总结词
电气照明技术的发展历程
详细描述
电气照明技术的发展经历了多个阶段。最初，人们使用白炽灯作为主要的照明方式，但随着科技的发展，荧光灯 、LED等新型照明方式逐渐取代了白炽灯。现在，随着智能化和节能技术的发展，智能照明和节能照明已经成为 电气照明技术的重要发展方向。
电气照明技术的应用场景
光生物安全
关注照明设备对人体的影响，特 别是对眼睛和皮肤的伤害，选择 符合光生物安全标准的光源和灯 具。
节能技术与措施
高效照明设备
采用高效节能的照明设备，如LED灯 具，具有高光效、长寿命和低能耗等 特点。
智能控制
利用智能照明控制系统，实现照明的 自动化和智能化，根据实际需求调节 光照强度和色温，有效节约能源。
测量技术
照明测量是评估照明质量和效果的 重要手段，包括照度计、亮度计等 测量工具的使用，以及测量数据的 分析和处理。
03
照明电路与系统
照明电路的基本构成
电源
提供电能，驱动照明设 备工作。
导线
传输电能，连接电源和 负载。
负载
照明设备，如灯泡、灯 管等，将电能转换为光
能。
控制开关
控制照明设备的开启和 关闭。
点。LED灯的发光效率高、体积小、重量轻，可制成各种形状和颜色，
广泛应用于景观照明、室内照明等领域。
照明设计基础
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照明设计原则
照明设计应遵循舒适、安 全、经济、美观等原则， 以满足人们的生活和工作 需求。
照明际情况进 行合理规划。
节能控制
根据实际需求和环境因素，智能调节照明设 备的功率，实现节能减排。
自动感应
通过人体感应、光线感应等技术，自动调节 照明设备的亮度和开关状态。
二建考试必备-建筑结构与建筑设备(40)电气照明
第四节电气照明电气照明就是将电能转换为光能，用电气照明可创造一个良好的光环境，以满足建筑物的功能要求。
一、照明的基本概念(1)光：光是一种电磁辐射能，它在空间以电磁波的形式传播。
光波的频谱很宽，波长在380～780nm(1nm＝10-9m)之间为可见光，作用于人的眼睛时能产生视觉。
不同波长的光呈现不同的颜色，由780—380nm之间依次变化时会出现红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种不同的颜色，七种光混合在一起即为白色光，小于380nm的叫紫外线，大于780nm的叫红外线。
(2)光通量：光源在单位时间内向四周空间发射的、使人产生光感觉的能量，称为光通量，单位是流明(1m)。
(3)流明(lm)：等于—个—支烛光的均匀发光点，在—个单位立体角度内所发射的光通量。
(4)光强：光通量的空间密度，即单位立体角内的光通量，叫发光强度，称为光强，单位是坎德拉(cd)，lcd＝llm／lsr(球面度)。
(5)亮度：发光(或反光)的物体单位面积上向视线方向发出的光通量，称为该物体的亮度，单位是坎德拉每平方米(cd／m2)。
(6)照度：是单位受光面积内的光通量，·单位是勒克斯(1x)，11x=1lm／m2。
(7)色温：光源发射的光的颜色与黑体在某一温度下的光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。
符号为Tc：表示，单位为开(K)。
光线的运用无不与色温有关，色温低，红色成分多，色温高，蓝色成分多。
当我们用色温来表明光源色时，只是一种标志和符号，它与实际温度无关。
(8)相关色温：黑体辐射的色度与所研究的光源色度最接近时，黑体的温度定义为该光源的相关色温。
(9)显色指数：在规定条件下，由光源照明的物体色与由标准光源照明时相比较，表示物体色在视觉上的变化程度的参数。
(10)眩光：若视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则可引起不舒适或造成视觉降低的现象，称为眩光。
(11)明暗适应：当光的亮度不同时，对人的视觉器官感受性也不同，亮度有较大变化时，感受性也随着变化，这种感受性对光刺激的变化的顺应性称为适应。
2024年建筑光学总结
2024年建筑光学总结摘要：建筑光学是研究光在建筑空间中的传播和利用的学科领域。
随着科技的不断进步，建筑光学在建筑设计、照明系统等方面发挥着越来越重要的作用。
本文将对2024年建筑光学的发展进行总结，主要包括光学材料的应用、光照明系统的创新、节能绿色建筑中的光学技术等方面。
1. 引言建筑光学作为一门交叉学科，涉及到光学、建筑学、照明学等多个领域。
在建筑设计中，光的运用可以提高建筑物的舒适度，增强建筑形态的美感，同时也可以节能减排。
随着科技的进步，建筑光学在建筑行业中的应用越来越广泛。
2. 光学材料的应用在2024年，建筑光学材料的应用趋势主要包括以下几个方面：2.1 透明材料透明材料是建筑光学中常用的材料之一，可以在保证透光率的情况下提供良好的隔热性能。
2024年，随着新型透明材料的研发和应用，建筑物外墙的透明部分将变得越来越多，使得建筑外观更加现代化。
2.2 光学玻璃光学玻璃是一种具有特殊光学性质的玻璃材料，可以用于制造高精度光学器件。
在2024年，光学玻璃的应用将更加广泛，例如用于制造具有特定光学效果的建筑外立面，并可以根据需要进行调节，使得建筑物适应不同光照条件下的使用需求。
2.3 光学薄膜光学薄膜是一种在材料表面涂覆的一层或多层薄膜，可以用于控制光的传播和反射。
在2024年，光学薄膜的应用将更加广泛，例如在建筑物的玻璃窗上加上特定的光学薄膜，可以达到调节室内温度和光线的效果，提高建筑的舒适度。
3. 光照明系统的创新2024年，光照明系统将发生重大创新，主要表现在以下几个方面：3.1 智能照明系统智能照明系统是指通过传感器和控制系统实现对照明设备的智能控制。
在2024年，智能照明系统将更加普及，例如通过感应人体的存在或离开来自动调节照明亮度，节约能源。
3.2 可调光照明系统可调光照明系统是指可以根据需要调节照明亮度的系统。
在2024年，可调光照明系统将更加普及，并且可以通过手机等移动设备进行远程控制，方便用户使用。
建筑设计中的光学原理应用
建筑设计中的光学原理应用建筑设计中的光学原理应用光学原理是建筑设计中不可或缺的一部分。
它涉及到建筑物内部和外部的光线传播、反射、折射和吸收等方面，对建筑物的舒适性、美观性和节能性等方面都有着重要的影响。
下面将从建筑物外部和内部两个方面来介绍光学原理在建筑设计中的应用。
建筑物外部的光学原理应用建筑物外部的光学原理应用主要涉及到建筑物的立面设计和采光设计。
在建筑物立面设计中，设计师需要考虑建筑物的朝向、周围环境、建筑物的功能等因素，来确定建筑物的立面形态和材料。
例如，在南方地区，由于夏季阳光强烈，设计师可以采用遮阳板、百叶窗等遮阳措施，来减少室内的热量和光线。
在北方地区，由于冬季阳光较弱，设计师可以采用大面积的玻璃幕墙，来增加室内的光线和热量。
采光设计是建筑物外部光学原理应用的另一个重要方面。
在采光设计中，设计师需要考虑建筑物的朝向、周围环境、建筑物的功能等因素，来确定采光的方式和位置。
例如，在办公楼的设计中，设计师可以采用天窗、落地窗等方式，来增加室内的光线和通风。
在住宅设计中，设计师可以采用阳台、飘窗等方式，来增加室内的采光和观景。
建筑物内部的光学原理应用建筑物内部的光学原理应用主要涉及到室内照明设计和色彩设计。
在室内照明设计中，设计师需要考虑室内的功能、光线的亮度和色温等因素，来确定照明的方式和位置。
例如，在办公室的设计中，设计师可以采用直射光和间接光相结合的方式，来增加室内的亮度和舒适度。
在餐厅的设计中，设计师可以采用柔和的灯光和色彩，来营造出温馨的氛围。
色彩设计是建筑物内部光学原理应用的另一个重要方面。
在色彩设计中，设计师需要考虑室内的功能、光线的亮度和色温等因素，来确定色彩的搭配和使用。
例如，在办公室的设计中，设计师可以采用浅色调的墙面和家具，来增加室内的明亮感和舒适度。
在餐厅的设计中，设计师可以采用暖色调的灯光和色彩，来营造出温馨的氛围。
总结光学原理在建筑设计中的应用非常广泛，涉及到建筑物外部和内部的多个方面。
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(4) 发光强度 发光强度是表征光源(物体)发光
光源在某一特定方向上单位立体角内(每球面度 ，球的面积为4πR2所张球面度为4π）辐射的光通量 ，称为光源在该方向上的发光强度(简称光强)，用符 号I表示，单位为坎［德拉］(cd)。
（1） 照明方式 ① 一般照明 在整个场所或场所的某部分照度
基本上均匀的照明。对于工作位置密集而对光照方 向又无特殊要求，或工艺上不适宜装设局部照明装 置的场所，宜使用一般照明。
② 局部照明 局限于工作部位的固定的或移动 的照明。对于局部地点需要高照度并对照射方向有 要求时，宜采用局部照明。
③ 混合照明 一般照明与局部照明共同组成的 照明。对于工作位置需要较高照度并对照射方向有 特殊要求的场所，宜采用混合照明。
在采用气体放电灯作为照明光源时，若被照物 体处于转动状态，且转动频率刚好是电源频率的整 倍数时，则转动的物体看上去就如没有转动一样。 这种在以一定频率变化的光照射下，观察到的物体 运动显现出不同于其实际运动的现象，称为频闪效 应。频闪效应易使人产生错觉而造成事故。
(10) 反射率 当光通量投射到被照面后，一部分 被反射，一部分透过被照面，一部分则为被照面所 吸收。这就是在相同照度下，不同物体有不同亮度
③ 混合照明 由整体照明与局部照明共同组成 的照明。是在整体照明的基础之上再加局部照明， 有利于节约能源。混合照明在现代室内照明设计上 应用非常普遍，如商场、展览馆、医院等。
4.1.3 电气照明的基本要求
(1) 照度标准 照度标准就是指工作面应有合适
在民用建筑照明设计中，应根据建筑性质、建 筑规模、等级标准、功能要求和使用条件等选定照 度值。
(8) 显色性和显色指数 同一物体在不同的光源 照射下，显示出不同的颜色，光源对被照物体颜色 呈现的真实程度称为光源的显色性。
对同一物体，在被测光源的光照射下呈现的颜 色，与在标准光源的光照射下呈现的颜色的一致程 度愈高，Ra则愈大，显色性愈好。表4.2所列是常用 电光源的一般显色指数Ra。
(9) 频闪效应 电光源在采用交流电源供电时， 由于交流电做周期性的变化，因而电光源所发出的 光通量也随之做周期性的变化。这就会使人眼产生 闪烁的感觉。
⑥ 艺术照明 艺术照明是通过运用不同的灯具、 不同的投光角度和不同的光色制造出一种特定空间 气氛的照明。
另外，在照明的空间布置上
① 整体照明 为照亮整个场地，照度基本上均 匀的照明。对于工作位置密度很大而对光照方向又 无特殊要求，或受工艺技术条件限制不适合装设局 部照明的，宜采用整体照明。
② 局部照明 局限于工作部位的固定或移动的 照明。局部照明只能照射有限面积，对于局部地点 需要高照度时或对照射方向有要求时可装设局部照
如图4.2所示，对于向各方向均匀辐射光通量 的光源，各方向的光强相等，其值为：
I
(5) 照度 对被照物体表面而言，它单位面积上 所接受的光通量，称为该被照面的照度，照度用符 号E表示，单位为勒［克斯］（lx
被光均匀照射的平面照度为：
E S
表4.1给出了一些情况下的照度。
(6) 亮度 某一物体(或发光体)的表面亮度是该 物体单位面积向视线方向发出的发光强度。亮度用 符号L表示，其单位为坎［德拉］每平方米(cd/m2)。
4 建筑电气照明技术
4.1 基本知识 4.2 建筑电气照明装置 4.3 建筑电气照明设计基础 4.4 常用照明装置的安装 4.5 应急照明的设置
4.1 基本知识
4.1.1 照明技术的基本概念
(1) 与所有物质一样，光也是一种物质，是物质 的一种存在形式，是能引起视觉的辐射能，它以电 磁波的形式在空间传播。可见光的波长在380~780纳 米(nm)范围内，不同波长的光给人的颜色感觉不同， 如图4.1所示。
(2) 光谱 光源辐射的光往往由许多波长的单色 光组成，把光线中不同强度的单色光按波长长短依 次排列，称为光源的光谱。
(3) 光通量 光源在单位时间内，向周围空间辐 射出的、使人眼产生光感觉的能量，称为光通量， 用符号Φ表示，单位为流［明］(lm)。人们通常以电 光源消耗1W电功率所发出的流明数(lm／W)来表征 电光源的特性，称为发光效率，简称光效。电光源 的光效越高越好。
由于物体在各个方向的亮度不一定相同，因此 常在符号L的右下角注明角度，用以表示与物体表面 法线成α角方向的亮度。
L
I
S cos
物体的亮度越大，人们就会感到它越亮。
(7) 色温 色温是电光源的技术参数之一。当光 源的发光颜色与黑体(能吸收全部光能的物体）加热 到某一个温度所发出的光的颜色相同时，称该温度 为光源的颜色温度，简称色温。
被物体反射的光通量中Φ′与射向物体的光通量Φ 之比，叫做反射率或称反射系数ρ
建筑物内墙壁及顶棚、地面的反射率的近似值 如表4.3所示。
图4.1 电磁波谱
图4.2 发光强度的定义
表4.1 一些情况下照度值
表4.2 常用电光源的一般显色指数Ra
表4.3 墙壁及顶棚、地面的反射率的近似值
4.1.2 照明方式及种类
按照明的功能 ① 工作照明 正常工作时使用的室内外、值班
② 事故照明 当工作照明由于电气事故而断电 后，为了继续工作或从房间内疏散人员而设置的照 明。
③ 值班照明 在非生产时间内为了保护建筑物 及生产的安全，供值班人员使用的照明 。
④ 障碍照明 装设在建筑物上作为障碍标志用 的照明。
⑤ 装饰照明 装饰照明是为美化和装饰某一特 定空间而设置的照明。
（2） 照明的质量 良好、舒适的光环境，是靠 高质量的照明效果达到的，而高质量的照明效果又 必须是对受照环境中的照度、亮度、眩光、阴影、 显色性、稳定性等因素全面正确的处理才能实现。
在确定被照环境所需照度水平时，必须在考虑 被观察物的大小尺寸,要使电气照明达到良好的质量
① 照度均匀与稳定性 ② 适当的亮度分布 ③ 限制眩光和减弱阴影 ④ 光源的显色性 (3) 照明的经济性 在照明设计中既要保证足够 的照度，又要注意节约电能。